《现代汽车机械基础》资料PPT课件.ppt

汽车机械基础 第六节主减速器 一 驱动桥 驱动桥由主减速器 差速器 半轴和驱动桥壳等组成 其主要功用是将万向传动装置传来的发动机动力经过降速 将增大的转矩 改变方向后 分配到驱动车轮 并允许左右驱动轮以不同的转速旋转 具有转向功能的驱动桥 又称之为转向驱动桥 前轮驱动汽车的前桥都是转向驱动桥 驱动桥一般可分为非断开式和断开式两种 二 主减速器 1 功用 主减速器是在传动系中起降低转速 增大转矩作用的主要部件 当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用 它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的 采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向 思考 传动系的布置 主减速器的位置 将主减速器布置在动力向驱动轮分流之前的位置 有利于减小其前面的传动部件 如离合器 变速器 传动轴等 所传递的转矩 从而减小这些部件的尺寸和质量 2 分类 1 按参加减速传动的齿轮副数目分 可分为单级式主减速器和双级式主减速器 除了一些要求大传动比的中 重型车采用双级主减速器外 一般微 轻 中型车基本采用单级主减速器 单级主减速器具有结构简单 体积小 重量轻和传动效率高等优点 在双级式主减速器中 若第二级减速在车轮附近进行 实际上构成两个车轮处的独立部件 则称为轮边减速器 这样作的好处是可以减小半轴所传递的转矩 有利于减小半轴的尺寸和质量 2 按主减速器传动比档数分 可分为单速式和双速式两种 目前 国产汽车基本都采用了传动比固定的单速式主减速器 在双速式主减速器上 设有供选择的两个传动比 这种主减速器实际上又起到了副变速器的作用 3 按减速齿轮副结构型式 可分为圆柱齿轮式 圆锥齿轮和准双曲面齿轮式 在发动机横向布置汽车的驱动桥上 主减速器往往采用简单的斜齿园柱齿轮 在发动机纵向布置汽车的驱动桥上 主减速器往往采用圆锥齿轮和准双曲面齿轮等型式 与圆锥齿轮相比 准双曲面齿轮工作平稳性更好 弯曲强度和接触强度更高 可以降低传动轴的位置 从而有利于降低车身及整车重心高度 提高汽车的行驶稳定性 3 EQ1090E主减速器 1 结构 它采用一对准双曲面锥齿轮传动 主动锥齿轮与输入轴制成一体 前端用2个圆锥滚子轴承支承 后端支承在一个圆柱滚子轴承上 因为主动锥齿轮处于圆锥滚子轴承支承点的外面 所以让两圆锥轴承的小端相对 这能够增大有效支承点的距离 并使轴承17有效支承点距锥齿轮18更近 有利于增加主动锥齿轮的支承刚度 从动锥齿轮被螺栓固定在差速器壳上 差速器壳又被两个圆锥滚子轴承支承在主减速器壳上 因为从动锥齿轮处于两个圆锥滚子轴承之间 所以让两轴承的大端相对 这能够适当减小两轴承有效支承点的距离 对增加从动锥齿轮的支承刚度是有利的 2 主减速器齿轮的支承 安装调整和润滑 为了减少主减速器内齿轮的冲击噪声 并使轮齿沿其长度方向的磨损比较均匀 需要保证主动和从动齿轮之间正确位置关系 为此在主减速器内设有啮合调整装置 还要使这些齿轮有足够的支承刚度 以保持在传动过程中不至于发生较大变形而影响正常啮合 在安装调整中 主要应作好以下三件事 1 圆锥滚子轴承的预紧 在消除轴承间隙后 再对轴承加一定的轴向压紧力 压紧力过小 则不能满足轴的支承刚度需要 压紧力过大 则会导至传动效率降低 并且加速轴承磨损 主减速器未装油封时 按规定力矩拧紧主动锥齿轮前端螺母后 应调整到能以要求的力矩使主动锥齿轮单独转动 为了调节此力矩的大小 在主动轴两轴承内圈之间的隔离套管的一端装有预紧调整垫片 如过紧则增加垫片的厚度 过松则减少垫片的厚度 支承差速器壳的圆锥滚子轴承的预紧程度通过拧动两侧的轴承调整螺母来调整 2 齿面接触情况调整 先在主动锥齿轮轮齿上涂以红色颜料 然后使主动锥齿轮往复转动 于是从动锥齿轮轮齿的两工作面上便出现红色印迹 通过调整主动锥齿轮的前后位置和从动锥齿轮的左右位置 可以调节齿面接触情况 应使从动齿轮轮齿正转和逆转工作面上的印迹均位于齿高的中间 并偏于小端 占齿面宽度的60 以上 3 为了对主减速器内的齿轮和轴承进行润滑 在主减速器壳内要加一定量的齿轮油 当从动锥齿轮转动时 把齿轮油甩溅到各齿轮和轴承上 为保证主动齿轮前端的圆锥滚子轴承得到可靠润滑 在主减速器壳体中铸出了进油道8和回油道16 被甩溅到主减速器壳内壁的一部分齿轮油从进油道进入两圆锥轴承小端之间 在离心力作用下 齿轮油自轴承小端流向大端 流出圆锥滚子轴承13大端的齿轮油经回油道流回主减速器内 在主减速器壳后面设有加油口 应按加油口的高度加注齿轮油 在主减速器壳体上装有通气塞 防止壳内气压过高而使齿轮油渗漏 在更换齿轮油时 可通过设在主减速器壳下面的放油口将齿轮油放出 应注意的是 准双曲面齿轮在工作时 齿面间有较大的相对滑动 且齿面间压力很大 齿面油膜易被破坏 为减少摩擦 提高效率 必须采用含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油 绝不允许用普通齿轮油代替 否则将使齿面迅速擦伤和磨损 大大降低使用寿命 3 双级主减速器 第七节差速器 一 功用 二 为什么要使用差速器 当汽车转弯行驶时 外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长 汽车在不平路面上直线行驶时 两侧车轮走过的曲线长短也不相等 2020 1 3 33 即使路面非常平直 但由于轮胎制造尺寸误差 磨损程度不同 承受的载荷不同或充气压力不等 各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等 若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上 两轮角速度相等 则车轮必然出现边滚动边滑动的现象 车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损 增加汽车的动力消耗 而且可能导致转向和制动性能的恶化 若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮 则两侧车轮只能同样的转速转动 为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态 就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮 而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮 使它们可用不同角速度旋转 轮间差速器与轴间差速器 装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器 在多轴驱动汽车的各驱动桥之间 也存在类似问题 为了适应各驱动桥所处的不同路面情况 使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度 可以在各驱动桥之间装设轴间差速器 三 分类 四 普通锥齿轮差速器 1 结构 锥齿轮差速器由行星齿轮 半轴齿轮 行星齿轮轴 十字轴 和差速器壳等组成 从前向后看 左半差速器壳和右半差速器壳用螺栓固紧在一起 主减速器的从动齿轮用螺栓 或铆钉 固定在差速器壳右半部的凸缘上 十字形行星齿轮轴安装在差速器壳接合面处的园孔内 每个轴颈上套有一个带有滑动轴承的直齿圆锥行星齿轮 四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮相啮合 半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳左右相应的孔中 其内花键与半轴相连 与差速器壳一起转动 公转 的行星齿轮拨动两侧的半轴齿轮转动 当两侧车轮所受阻力不同时 行星齿轮还要绕自身轴线转动 自转 实现对两侧车轮的差速驱动 在传力过程中 行星齿轮和半轴齿轮这两个锥齿轮间作用着很大的轴向力 为减少齿轮和差速器壳之间的磨损 在半轴齿轮和行星齿轮背面分别装有平垫片和球面垫片 垫片通常用软钢 铜或者聚甲醛塑料制成 差速器的润滑是和主减速器一起进行的 为了使润滑油进入差速器内 往往在差速器壳体上开有窗口 为保证润滑油能顺利到达行星齿轮和行星齿轮轴轴颈之间 在行星齿轮轴轴颈上铣出一平面 并在行星齿轮的齿间钻出径向油孔 在中级以下的汽车上 由于驱动车轮的转矩不大 差速器内多用两个行星齿轮 相应的行星齿轮轴相为一根直销轴 2 动力传递 3 运动特性 1 2 2 0 左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍 这就是两半轴齿轮直径相等的对称式锥齿轮差速器的运动特性关系式 4 扭矩分配特性 无转速差时 M1 M2 0 5M0有转速差时 M1 0 5 M0 Mt M2 0 5 M0 Mt 差速器中折合到半轴齿轮上总的的内摩擦力矩Mf与输入差速器壳的转矩M0之比叫作差速器的锁紧系数K 即K M2 M1 目前广泛使用的锥齿轮差速器 其内摩擦力矩很小 锁紧系数K为1 1 1 4 因此可以认为差速器总是将转矩近似平均分配给左右驱动轮的 这样的转矩分配特性对于汽车在良好路面上行驶是完全可以的 但当汽车在坏路面行驶时 却会严重影响其通过能力 例如当汽车的一侧驱动车轮驶入泥泞路面 由于附着力很小而打滑时 即使另一车轮是在好路面上 汽车往往不能前进 这是因为对称式锥齿轮差速器平均分配转矩的特点 使在好路面上车轮分配到的转矩只能与传到另一侧打滑驱动轮上很小的转矩相等 以致使汽车总的牵引力不足以克服行驶阻力而不能前进 五 防滑差速器 为了提高汽车在坏路上的通过能力 可采用各种型式的防滑差速器 防滑差速器的共同特点是在一侧驱动轮打滑时 能使大部分甚至全部转矩传给不打滑的驱动轮 充分利用另一侧不打滑驱动轮的附着力而产生足够的牵引力 使汽车继续行驶 1 强制锁止式差速器 2 摩擦片式防滑差速器 3 涡轮涡杆式差速器 第八节半轴与桥壳 一 半轴 半轴用来将差速器半轴齿轮的输出转矩传到驱动轮或轮边减速器上 在非断开式驱动桥内 半轴一般是实心的 在断开式驱动桥处 往往采用万向传动装置给驱动轮传递动力 在转向驱动桥内 半轴一般需要分为内半轴和外半轴两段 中间用等角速万向节相连接 在非断开式驱动桥内 半轴与驱动轮的轮毂在桥壳上的支承型式决定了半轴的受力状况 现代汽车多采用全浮式和半浮式两种半轴支承型式 全浮式半轴在汽车静止时是不受力的 因而不用支起车桥就可以卸下半轴 在驱动桥驱动时 半轴只承受扭矩 全浮式车轴支承广泛应用于各型货车上 半浮式支承只能使半轴内端不受弯矩 而外端却要承受全部弯矩 半浮式支承多用于弯矩较小的各类轿车 二 桥壳 驱动桥壳一般由主减速器壳和半轴套管组成 其内部用来安装主减速器 差速器和半轴等 其外部通过悬架与车架相连 两端安装制动底板并连接车轮 承受悬架和车轮传来的各种作用力和力矩 驱动桥壳可分为整体式桥壳和分段式桥壳两类 整体式桥壳因强度和刚度性能好 便于主减速器的安装 调整和维修 而得到广泛应用 分段式桥壳一般分为两段 由螺栓将两段连成一体 分段式桥壳比较易于铸造和加工